开关磁阻电机控制策略

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1、开关磁阻电机控制策略研究摘要：开关磁阻电机驱动系统(SRD)是近20年得到迅速发展的一种交流调速系统。其结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点而具有相当的竞争力。本文首先介绍了开关磁阻电机控制策略的研究现状和趋势，推导了开关磁阻电机的数学模型，然后详细介绍了两步换相控制、基于转矩分配函数的转矩控制、智能控制、直接瞬时转矩控制等控制策略。又基于Matlab/Simulink仿真验证了开通角、关断角对电机电流转矩的影响，最后得出以转矩为控制对象的新型控制策略仍将进一步发展。关键词：开关磁阻电机；转矩分配函数；直接瞬时转矩控制；

2、ControlMethodofSwitchReluctantMotor‘Abstract:Switchedreluctancemotordrivesystem(SRD)isakindofacspeedregulatingsystemwithnearly20yearsrapiddevelopment.Itssimplestructure,reliableoperation,highefficiencyandlowcostadvantagesarequitecompetitive.Thisdissertationfirstintr

3、oducestheresearchstatusandthecontrolstrategyoftheswitchedreluctancemotortrend,themathematicalmodeloftheswitchmagnetoisdeduced,andthenintroducedthetwo-stepcommutationcontrol,basedonthetorquedistributionfunctionoftorquecontrol,intelligentcontrol,directinstantaneoustor

4、quecontrolandsoon.AndbasedontheMatlab/Simulink,theinfluenceoftheopeningAngle,shutofftheAngletothemotortorquewereverified,finallyconcludedthatthenewcontrolstrategywillcontinuetodevelopfurtherwiththetorqueastheobject.Keywords:switchedreluctantmotor;torquesharefunction

5、;directinstantaneoustorquecontrol(DITC)111引言开关磁阻电机结构简单、成本低廉、坚固耐用、可靠性高；调速范围宽和启动性能优[1-3]。但是由于其双凸极结构和其高度非线性，造成了开关磁阻电机控制的复杂性，制约了其在一定领域中的应用。本文先介绍了开关磁阻电机的相关背景，推导了开关磁电机的数学模型，然后详细介绍了两步换相控制、基于转矩分配函数的转矩控制、智能控制、直接瞬时转矩控制等控制策略。又基于Matlab/Simulink仿真验证了开通角、关断角对电机电流转矩的影响。2开关磁阻电机控制策略

6、的研究现状与趋势2.1开关磁阻电机控制策略的研究现状开关磁阻电机驱动系统（SRD）以其结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点而具有相当的竞争力。但是SRM是双凸极结构，且为了获得较好出力，常常需要被设计得较饱和，导致了SRM的电磁特性呈高度非线性，难以用一个精确的数学表达式来描述。作为一种新型调速驱动系统，其技术涉及到电机学、微电子、电力电子、控制理论等众多学科领域，加之其复杂的非线性特性，导致研究的困难性。从目前的发展水平来看，无论在理论上还是在应用上都存在不少问题，有待进一步的研究与完善[1-3]。开关磁阻电机调速控制

7、参数多，决定了它有灵活多样的控制方法。根据改变控制参数的不同方式，SRM有角度位置控制(AngularPositionControl，简称APC)、电流斩波控制(CurrentChoppingControl，简称CCC)等控制模式。早期的控制策略主要以线性模型为基础，结合传统PI或PID控制器运用上述控制模式，采用前馈转矩或电流控制、反馈转速控制[4-7]。目前，随着各种控制理论在传统电机调速系统中应用的研究日益成熟，很多学者开始把一些先进的控制方法应用在SRD系统中，可部分解决开关磁阻电机调速系统的非线性、多变量、强耦合等问

8、题，但距实际的应用还有一定的距离。现有的控制策略从考虑转矩脉动抑制出发，控制对象多是电机瞬时转矩。除了基本的角度位置控制和电流斩波控制，主要有基于换相过程的转矩控制策略、基于转矩分配函数的控制策略、智能控制、直接瞬时转矩控制等控制策略。基于换相过程的转矩控制策略该控制策略通过